9.6. Особенности сжигания газового топлива в котлах

Производства пара и горячей воды осуществляется в котлах, номенклатура которых многообразна и зависит от тепловой мощности, параметров теплоносителя и вида используемого топлива. Котлы различают по следующим признакам:

• по назначению — энергетические, отопительные, производственно-отопительные;
• по материалу — чугунные и стальные;
• по характеру теплоносителя — водогрейные и паровые;
• по устройству топок – слоевые (для твердого топлива) и камерные (для жидкого и газового топлива);
• по аэродинамическому режиму топки — с разрежением, с наддувом;
• по перемещению газов и воды — газотрубные (жаротрубные и с дымогарными трубами), комбинированные и водотрубные;
• по конструктивным особенностям — секционные, цилиндрические, вертикально-цилиндрические, горизонтально- и вертикально-водотрубные; - вертикально-прямоугольные;
• по движению водяного или пароводяного потока — с естественной, принудительной и комбинированной циркуляцией и прямоточные;
• по транспортабельности — стационарные (на неподвижном фундаменте) и передвижные.

Сегодня проблема выбора схемы газоснабжения котла уже потеряла былую актуальность и практически не зависит от необходимости предусматривать быстрый перевод котла на сжигание резервного вида топлива или же его работу только на основном — газовом. Для котельного оборудования практически любой мощности разработаны принципиальные схемы резервного газоснабжения на пропан-бутановых смесях, включающие в себя смесительные установки.

Правильный выбор типа и конструкции газогорелочных устройств, их число и место установки в топке определяют экономичность, безопасность и долговечность работы котлоагрегата, а также количество выбросов в атмосферу с продуктами сгорания вредных веществ. При сжигании топлива должно быть исключено ударное воздействие факелов горелок на поверхности нагрева, а размер факела при любых режимах работы котла — меньше размеров топки.

Соприкосновение газового факела с поверхностями нагрева (экранами, секциями) приводит к его охлаждению, обрыву реакции горения, химической неполноте сгорания, вплоть до выделения сажистых частиц. И в то же время перегрев поверхностей в месте соприкосновения их с факелом может привести к образованию трещин и разрывов. Кирпичная кладка обмуровки также не выдерживает длительного воздействия пламени.

Газовые горелки при работе не должны сильно шуметь, а также не должны вызывать вибрацию котла. Горелки должны работать устойчиво во всем диапазоне изменения нагрузки котла без отрыва и проскока пламени и должны иметь устройство для надежного их розжига.

Для предохранения котлов от разрушения при возможном взрыве топки и газоходы должны оборудоваться предохранительными взрывными клапанами, а также автоматикой регулирования и безопасности. Автоматика регулирования в паровых котлах должна обеспечивать поддер­жание заданного давления пара, уровень воды в котле, разрежение в топке и постоянство соотношения «газ-воздух», а в водогрейных котлах — поддержание необходимой температуры горячей воды на выходе из котла по температурному отопительному графику.

Автоматика безопасности должна контролировать параметры работы котла и при аварийном отклонении их от допустимых значений быстро отключать подачу газа, что необходимо выполнять в следующих случаях:

• при понижении или повышении сверх допустимых значений давления газа; 
• при погасании пламени; 
• при повышении температуры воды или давления пара в барабане котла или в сборном распределительном коллекторе выше допустимых; 
• при прекращении подачи электроэнергии; 
• при понижении давления воздуха перед горелками ниже допустимого уровня; 
• при недостаточном разрежении в топке котла; 
• при неисправности самой автоматики безопасности.